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自制一款廉价性能好的彩色投影机

[日期:2016-01-31] 来源:  作者: [字体: ]

 

  自制一台价格低廉、效果良好的彩色投影机是电子爱好者的梦想。
  
  制作彩投的关键在于液晶显示板,液晶板的作用相当于光阀,好似一张活动画面的幻灯片,经灯光照射,然后经过凸透镜在屏幕上成像。此外最重要的是如何获得一束平行光。获得平行光的方法主要有两种:一是将光源放在抛物面镜的焦点处,经反射得到平行光;二是将光源放在凸透镜的焦点处,经过折射得到平行光。而通常是两种方法都用,否则影响图像聚焦。另外还需要一块乳白匀光板使亮度均匀;一块隔热玻璃放在光源与液晶屏之间隔热,这种玻璃对红外线有着很强的反射作用,但对可见光几乎毫无阻挡。
  
  笔者试验使用的液晶板为东芝的TFD40W - llo这是一块4英寸TFT真彩液晶显示屏,显示分辨率为480×220,总像素数为10.56万。这种屏的优点是色彩鲜艳、无失真,只可惜分辨率低了一些,如果能用上分辨率更高的6英寸屏则更好。
  
  注意不要使用STN液晶屏,因STN屏对比度差、视角小、余辉长、有拖尾现象,不适合制作彩色投影机。东芝屏背后自带背光源及三基色输入驱动板(型号为.NEC14T),所用集成电路为TA8695(行场同步处理)和液晶屏专用三基色校正驱动集成电路TA86960注意制作彩投时要将背光灯去掉。液晶屏和驱动板之间用一16芯排线相连。驱动板后有一个7针插座,引脚分别为:行同步、地线、12V电源、空脚、红、绿、蓝。由于驱动板要求输入的是三基色信号,所以需要加装一块AV/CGA转换电路板,其任务是将视频信号转换成三基色和行场同步信号,该板用了一块索尼的CX-A1621S集成块,电路如图所示。使用时应将K1、K2短路(②、③脚之间)。这时CN2的①脚是场同步,②脚是行同步,将场同步直接接到液晶板的16针插座的③脚;电源、行同步和三基色接到7针插座相应位置即可。如果想看电视的话,可以使用高频头+TDA8361的方案,将TDA 8361的行场同步、三基色输出接到液晶屏即可。这样做既具有了TV功能,还可以节约一块AV/CGA板。
  
  有了上述部件,制作彩投就有了基本的条件,只需要加上光学投影装置了。为供大家参考,现提出两种方案:
  
  方案一

    根据光学知识可知,如果液晶放在凸透镜的焦距和2倍焦距之间,就可以在2倍焦距之外形成放大、倒立的实像。光源采用的是卤素灯泡,匀光板是从原液晶显示器背光源上拆下来的,其作用是在液晶屏的背后产生一个均匀的面光源。此时,液晶屏呈现的是一个亮度很高的图像,这个图像经凸透镜在屏幕上成像。凸透镜采用的是幻灯机的镜头,也可以使用照相机的镜头(因孔径较小,会使亮度降低)或者到光学仪器厂按要求定做。焦距要尽量短一些,但要大于或等于液晶板对角线长,以便缩短液晶屏与投影屏幕之间的距离,提高图像亮度。
  
  该方案利用特制反光碗将背射光反射成平行光,并可以利用灯泡四周的光能,因此可以取得更高的亮度。反光碗是特制的介质镀膜抛物面镜,对可见光的吸收率几乎为零,要求具有较高的抛物面几何精度,能将其焦点处向后发出的光反射为平行光。而灯泡向前的直接光,由于不能经抛物面反射,故必须再使用两片平面凸透镜,将其聚光为平行光,去照射液晶板。光源采用的是低压氮弧灯,功率500W。这是一种亮度极高的点光源,眼睛不可直视,它需要一套低电压电流的供电电源和一套高压启动装置。隔热玻璃放在光源和液晶屏的中间,液晶屏要加风扇散热,以免温度过高,损坏液晶屏。该方案的关键是如何调整光源位置和散热问题。因光源是不是平行光直接影响到投射的清晰度,所以这种方案在业余条件下较难做得质量合乎要求。 

    方案二

    这种方案最简单。只需要一台教学用的幻灯机,将液晶屏放在原幻灯片的位置即可成像。要注意幻灯机发出的光色温不高,因此图像偏黄色,不过只要将三基色驱动板上的蓝色增益调大些即可作些补正。
  
  以上方案各有优缺点,笔者对方案一和方案二均进行了实验,所用屏幕是幻灯机配套品。方案一主要问题是亮度不够,效果很差,特别是当投射尺寸大于40、英寸时,亮度已经非常低,不关灯和窗,就看不清。但又不敢随便加大光源功率,因为这样散热问题又很困难。方案二虽然最简便,但成本较高,因为需要一台成品幻灯机(约600元)。使用这种方案图像清晰度较高,亮度也能令人满意,但是幻灯机的镜头焦距长,投射角度不大,当图像尺寸较大时,幻灯机离屏幕之间距离较远,不适合小房间使用。
  
  综上所述本文的要点是:1.如何选取液晶板;2如何得到一束平行光;3.投射镜头的选择;4.解决散热问题。

彩色投影机


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